MPP-Tracker in Photovoltaikanlagen finden den "Maximum Power Point" (MPP), an dem die Leistung am höchsten ist. In diesem Artikel erklärt unser Experte, wie MPP-Tracker funktionieren, warum sie wichtig sind und welche Grenzen sie haben.
Das Wichtigste zuerst
Was ist ein MPP-Tracker?
Ein MPP-Tracker ist ein Gerät zur Optimierung der Energieausbeute von Solarmodulen durch Leistungspunktanpassung.
Sind mehrere MPPT möglich?
Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern können unterschiedliche Solarmodul-Stränge unabhängig voneinander optimieren.
Wie funktioniert ein MPPT?
Ein MPP-Tracker passt sowohl die Spannung als auch den Strom an, um bestmögliche Leistung zu erzeugen.
Wo sind die Grenzen von MPPT?
MPP-Tracker können nur Stränge und keinen einzelnen Photovoltaikmodule steuern.
Was ist ein MPP-Tracker?
Ein MPP-Tracker ist ein Bauteil, das in modernen Wechselrichtern eingebaut ist. Es ermittelt den optimalen Punkt zwischen maximalem Strom und maximaler Spannung - dem Maximum Power Point.
Warum ist ein MPP-Tracker wichtig?
Ein MPP-Tracker verbessert die Effizienz einer Photovoltaikanlage. Er stellt sicher, dass Solarmodule stets im optimalen Leistungsbereich arbeiten, unabhängig von Wetterbedingungen und Sonneneinstrahlung, was zu einer deutlichen Steigerung der Energieausbeute führt.
Ohne einen MPP-Tracker können zudem Energieverluste durch Fehlanpassungen zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter entstehen. Ein MPP-Tracker minimiert diese Verluste.
Wie funktioniert ein MPP-Tracker?
Der MPP-Tracker ermittelt den idealen Punkt in der Strom-Spannungs-Kennlinie. Der Punkt der maximalen Leistung, der den maximal möglichen Strom und die maximal mögliche Spannung darstellt, erscheint im optimalen Bereich. Wenn die Einstrahlung abnimmt, sinkt auch der Stromwert. Das führt zu einer Abwärtsverschiebung des MPP und letztlich zu einer Leistungsverringerung.
Strom-Spannungs-Kennlinie und maximale Leistung bei hoher Einstrahlung (blau) und geringer Einstrahlung (rot)
Wechselrichter haben ein Stellglied, die sogenannte Pulsweitenmodulation. Dieser wird von einem Mikrocontroller zum Ein- und Ausschalten des Wechselrichters gesteuert. Er regelt die Eingangsspannung der Photovoltaikanlage und die Ausgangsspannung des Wechselstroms.
- Steigt der Sollwert, wird der Schalter länger ein- und kürzer ausgeschaltet;
- Sinkt der Sollwert, wird der Schalter für eine kürzere Zeit ein- und für eine längere Zeit ausgeschaltet.
Der MPP-Tracker regelt die Eingangsspannung. Er führt eine adaptive Regelung durch, indem er den Sollwert der Spannung kontinuierlich ändert. Dieser Sollwert bestimmt die ins Haus und öffentliche Netz eingespeiste Leistung.
Erhöht sich die Leistung nach Änderung der Eingangsspannung, setzen Sie die Einstellung in dieselbe Richtung fort. Wenn die Leistung abnimmt, nehmen Sie eine Änderung in die entgegengesetzte Richtung vor.
Warum haben manche Wechselrichter mehrere MPP-Tracker?
Wechselrichter mit mehreren MPP-Trackern können unterschiedliche Solarmodul-Stränge unabhängig voneinander optimieren. Dies ist nützlich bei ungleichmäßiger Sonneneinstrahlung, verschiedenen Ausrichtungen oder Neigungswinkeln der Solarpanels, und verbessert so die Gesamteffizienz der PV-Anlage erheblich.
Welche Verfahren gibt es beim MPP-Tracking?
Der MPP-Tracker nutzt drei verschiedene Verfahren, um den Maximum Power Point zu ermitteln:
- Passt sich der MPP-Tracker an die ändernde Strahlungsintensität, verwendet er das Spannungserhöhungen-Verfahren. Dabei erhöht er schrittweise die Spannung in den Modulen. Wenn ein Leistungsabfall auftritt, erkennt der Tracker, dass der MPP überschritten wurde. Infolgedessen wird die Spannung reduziert;
- Das Schattenmanagement optimiert die Anpassung an wechselnde Lichtverhältnisse. Die Kennlinie des PV-Generators wird alle 5 bis 10 Minuten überprüft, um den MPP zu finden. Moderne Solaranlagen haben diese Funktion bereits integriert. Bei älteren Anlagen ist eine Nachrüstung mit dem Schattenmanagement problemlos realisierbar;
- Beim Lastsprünge-Verfahren werden Änderungen der Solarzellenlast in kleinen Schritten gemessen. Die Leistungsabgabe wird in einer Richtung gemessen, bis sie abfällt, und dann in der anderen Richtung gemessen. Diese Methode liefert einen Näherungswert, keinen exakten maximalen Leistungspunkt.
Was sind die Grenzen eines MPP-Trackers?
Ein MPP-Tracker kann nur einen maximalen Leistungspunkt haben. Das bedeutet, dass alle Solarmodule, auch bei einer Teilverschattung, gleich behandelt werden. Die Steuerung einzelner Solarmodule ist mit dem MPPT nicht möglich.
Deshalb lohnt es sich bei einer regelmäßigen Verschattung der PV-Anlage, statt eines MPP-Trackers auf mehrere Modulwechselrichter zu setzen. Diese regeln die einzelnen PV-Module, statt der kompletten Solaranlage. Alternativ bieten sich zudem Stringwechselrichter sowie PV-Optimierer an.
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